本發(fā)明涉及一種陰極表面納秒脈沖等離子體制備催化納米多孔膜的溶液及制備方法，屬于表面處理技術領域。

背景技術：

材料表面制備具有催化功能的納米多孔膜在光催化降解和光催化吸收等方面廣泛應用。常用的催化納米多孔膜用溶膠凝膠法、循環(huán)伏安法及化學鍍等。文獻（左孝青，吳肖斌，蔣玉圓，羅曉旭，陸建生，楊濱，周蕓，一種納米多孔金催化膜的制備方法，CN201610191468.2和李若然，g-C₃N₄/氧化石墨烯/納米鐵可見光響應催化膜CN201510631366.3）分別敘述了采用化學鍍的方法，在有機薄膜載體上化學沉積一層Au基（Au/Ag）先驅體合金納米膜，然后通過熱處理去除有機薄膜載體并均勻化合金納米膜的化學成分，最后采用去合金化的方法獲得膜厚及孔徑均為納米量級的三維納米多孔金催化膜和以g-C₃N₄/氧化石墨烯復合膜為載體，在液態(tài)環(huán)境下，利用還原劑將鐵離子還原成納米鐵并植入到復合膜上制得的納米催化膜，其存在處理時間長、操作條件差、需要后續(xù)加工等成本較高的限制。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種陰極表面納秒脈沖等離子體制備催化納米多孔膜的溶液及制備方法，該處理方法處理速度快，時間短，無需后處理，降低了成本。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種陰極表面納秒脈沖等離子體制備催化納米多孔膜的溶液，其特征是，包括以下組分且各組分的重量份數(shù)為：硝酸鹽40～50份，導電高分子單體20～40份，鹵化物10～15份，余量為水。

進一步地，所述的硝酸鹽為硝酸鈦或硝酸鐵。硝酸鹽提供金屬離子的構成元素；提供催化的金屬粒子，起到加速電化學反應的作用。

進一步地，所述的導電高分子單體為苯胺或吡咯。高分子單體提供導電聚合過程中形成導電高分子的基本單位，為形成催化活性的納米多孔膜的導電和化學活性提供載體。

進一步地，所述的鹵化物為氯化鈉或氯化鉀。 為納秒脈沖等離子體處理過程中形成電場和金屬離子的遷移保證必要的濃度。

進一步地，所述的水為蒸餾水或去離子水。

本發(fā)明還提供了一種陰極表面納秒脈沖等離子體制備催化納米多孔膜的方法，其特征是，包括以下步驟：將金屬放入上述配制的溶液中，以金屬為陰極，石墨為陽極，施加納秒脈沖電壓，在金屬表面即可制備催化納米多孔膜。在納秒脈沖等離子體的作用下，金屬表面發(fā)生熱等離子體、等離子體物理化學反應，硝酸鹽和高分子單體在鹵化物電化學條件下于金屬表面化合形成具有化學活性的納米多孔膜。

進一步地，所述納秒脈沖的脈寬為20～200 ns，脈沖電壓幅值為1000～1500V。

進一步地，所述納秒脈沖電壓處理1～3min。

本發(fā)明所達到的有益效果：將金屬放入上述配制的溶液中，以金屬為陰極，石墨為陽極，施加納秒脈沖電壓，在金屬表面即可制備催化納米多孔膜。該處理方法處理速度快，時間短，無需后處理，降低了成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1在Ti-6Al-4V表面制備催化納米多孔膜的掃描電子顯微鏡圖；

圖2是本發(fā)明實施例2在紫銅表面制備催化納米多孔膜的掃描電子顯微鏡圖；

圖3是本發(fā)明實施例3在316L表面制備催化納米多孔膜的掃描電子顯微鏡圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。

實施例1

首先在一個10L槽中取2/3的蒸餾水，依次溶解4000g硝酸鈦和3500g苯胺，等槽中試劑全部溶解之后，將1500g氯化鈉在快速攪拌下倒入槽液中，直至完全混合均勻，最后加水至10L，得到電解液，將Ti-6Al-4V放入配制的溶液中，以Ti-6Al-4V為陰極，石墨為陽極，把納秒脈沖脈寬為20 ns，脈沖電壓幅值為1000V，即把Ti-6Al-4V置入溶液中，處理1分鐘，而Ti-6Al-4V表面制備催化納米多孔膜（見圖1）。納米多孔膜孔徑均勻，錯落有致，為催化提供良好的物理和化學條件。

實施例2

首先在一個10L槽中取2/3的去離子水，依次溶解的5000g硝酸鐵和3000g吡咯，等槽中試劑全部溶解之后，將1000g氯化鉀在快速攪拌下倒入槽液中，直至完全混合均勻，最后加水至10L得到電解液，將制造紫銅放入配制的溶液中，以紫銅為陰極，石墨為陽極，納秒脈沖脈寬為100 ns，脈沖電壓幅值為1500V，即把紫銅置入溶液中，處理1分鐘，而紫銅表面制備催化納米多孔膜（見圖2）。納米多孔膜孔徑均勻，錯落有致，為催化提供良好的物理和化學條件。

實施例3

首先在一個10L槽中取2/3的蒸餾水，依次溶解5000g硝酸鈦和3500g苯胺，等槽中試劑全部溶解之后，將1000g氯化鈉在快速攪拌下倒入槽液中，直至完全混合均勻，最后加水至10L得到電解液，將316L放入配制的溶液中，以316L為陰極，石墨為陽極，納秒脈沖脈寬為100 ns，脈沖電壓幅值為1200V，即把316L置入溶液中，處理3分鐘，而316L表面制備催化納米多孔膜（見圖3）。納米多孔膜孔徑均勻，錯落有致，為催化提供良好的物理和化學條件。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發(fā)明的保護范圍。